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內容簡介

　　

　　《低壓電器技術手冊》是目前國內、外低壓電器專業領域內容比較全麵，具有專業的一本大型實用工具書。本手冊內容集低壓電器元器件和智能電網用戶端設備與係統的新産品研發、設計、製造工藝和材料、標準、産品檢測、認證、專利和新産品研發戰略及管理之大全，具有新穎性、先進性、係統性和實用性等特點，反映瞭目前國內、外有關低壓電器元器件和智能電網用戶端領域的研究成果、産品、技術現狀及發展趨勢。本手冊是以設計院和用戶的設計選用需求為導嚮，側重元器件和係統相結閤，加強和突齣瞭係統解決方案、應用案例和産品選用等重點內容。因此，本手冊既是一本技術手冊，也是一本設計手冊。
　　《低壓電器技術手冊》麵嚮低壓電器製造廠、設計院、科研院所、高等院校，以及工礦企業、建築、能源、電力和交通等部門，供産品研發和製造、工程設計和選用、安裝運行和維護、檢測和認證、工程管理等各部門人員使用。
　　

目錄

目錄
序
前言
第1章概論1
1.1概述1
1.2低壓電器分類與用途1
1.2.1傳統分類及其擴展1
1.2.2按標準體係分類2
1.2.3其他主要分類2
1.3我國低壓電器發展迴顧2
1.3.1第一代産品的形成與發展2
1.3.2第二代産品的形成與發展3
1.3.3第三代低壓電器形成與發展3
1.3.4低壓電器第四代産品的提齣與發展情況4
1.3.5新一代低壓電器基本要求與特徵4
1.4低壓電器主要特徵5
1.4.1低壓電器基本特徵5
1.4.2配電電器主要特徵6
1.4.3控製電器主要特徵6
1.4.4終端電器主要特徵6
1.4.5低壓電器型號含義及其唯一性6
1.5低壓電器産品發展動嚮7
1.5.1我國新型電器發展與應用7
1.5.2我國新一代低壓電器總體發展趨嚮7
1.5.3新一代低壓電器主要産品發展動嚮8
1.5.4係統産品發展動嚮10
1.5.5智能電網用戶端相關技術研究11
第2章低壓電器新産品研發戰略與管理12
2.1低壓電器新産品研發戰略管理12
2.1.1新産品研發戰略的定義及內涵12
2.1.2新産品研發戰略管理流程12
2.1.3新産品研發戰略分析程序及方法13
2.1.4新産品研發戰略製定/修訂程序及方法14
2.1.5新産品研發戰略實施及控製方法16
2.2低壓電器新産品研發流程及組閤管理17
2.2.1新産品研發總體流程17
2.2.2新産品概念篩選流程及評審要素18
2.2.3新産品研發前期研究流程及評審要素18
2.2.4新産品研發流程及評審要素18
2.2.5新産品工業化流程及評審要素19
2.2.6新産品發布流程及持續改進20
2.2.7新産品研發項目組閤管理20
2.3低壓電器産品研發實施保障20
2.3.1新産品研發組織及團隊建設20
2.3.2新産品研發資源配置及管理工具21
2.3.3研發平颱建設22
2.3.4創新文化培育22
2.4低壓電器産品專利戰略與管理22
2.4.1專利戰略定義22
2.4.2專利戰略在新産品研發戰略中的地位和
作用22
2.4.3專利戰略23
2.4.4專利戰略的SWOT分析24
2.4.5專利檢索與專利數據庫24
2.4.6産品專利戰略製定26
2.4.7專利跟蹤與管理28
第3章低壓電器設計文件與工藝文件31
3.1概述31
3.2低壓電器設計文件31
3.2.1低壓電器設計文件編製原則31
3.2.2低壓電器設計文件基本要求31
3.2.3低壓電器設計文件格式31
3.2.4低壓電器設計文件編號原則32
3.2.5低壓電器設計文件的完整性34
3.2.6低壓電器設計文件編製方法及其應用35
3.3低壓電器工藝文件39
3.3.1低壓電器工藝文件編製原則39
3.3.2低壓電器工藝文件基本要求39
3.3.3低壓電器工藝文件格式39
3.3.4低壓電器工藝文件編號原則39
3.3.5低壓電器工藝文件完整性39
3.3.6低壓電器工藝文件編製方法及其應用41
第4章低壓電器基礎技術43
4.1電弧開斷43
4.2電弧的建立44
4.2.1間隙中氣體的擊穿44
4.2.2觸頭間的伏安特性47
4.3電弧的産生48
4.3.1觸頭閉閤時電弧的産生48
4.3.2觸頭打開時電弧的形成48
4.4大氣壓下的空氣電弧49
4.4.1弧柱區50
4.4.2陰極區51
4.4.3陽極區51
4.4.4最小電弧電流和最小電弧電壓51
4.4.5電弧伏安特性52
4.5電弧的開斷53
4.5.1交流電路中電弧的開斷53
4.5.2直流電路中電弧的開斷56
4.6低壓開關電器的開斷過程與電弧停滯時間56
4.6.1低壓開關電器的開斷過程56
4.6.2電弧停滯時間59
4.7磁吹和氣吹對電弧的冷卻和驅動作用63
4.7.1斷路器觸頭係統的自勵磁場64
4.7.2接觸器觸頭係統的自勵磁場65
4.7.3氣吹對電弧的冷卻和驅動作用66
4.8電弧進入滅弧柵片後的背後擊穿現象68
4.8.1電弧的背後擊穿現象的電路模型68
4.8.2背後通道熱擊穿條件分析70
4.8.3消除和減弱背後擊穿現象的方法和措施70
4.9電弧電流過零後的介質恢復與重燃現象71
4.9.1兩種重擊穿現象71
4.9.2介質恢復強度的測量方法72
4.9.3不同開斷電流和柵片厚度的介質恢復和
重燃過程72
4.9.4産氣材料與滅弧室齣氣口尺寸對介質
恢復過程的影響73
4.9.5交流接觸器不同滅弧室結構的介質恢復
強度75
4.10電接觸理論76
4.10.1收縮電阻76
4.10.2錶麵膜對收縮電阻和接觸電阻的影響80
4.10.3導電狀態下的a斑點溫度84
4.10.4電弧對觸頭的燒蝕87
4.10.5觸頭熔焊89
4.10.6燃弧對觸頭錶麵的影響92
4.11電器發熱94
4.11.1允許溫度94
4.11.2熱的産生95
4.11.3傳熱方式96
4.11.4長期工作發熱98
4.11.5短路電流下的發熱和熱穩定性99
4.12電動力101
4.12.1電動力現象101
4.12.2電動穩定性101
4.12.3電動力方嚮101
4.12.4典型導體電動力計算101
4.12.5三相電流電動力103
4.13低壓電器電磁理論與計算104
4.13.1磁路分析與計算104
4.13.2電磁係統吸力特性計算109
4.13.3電磁係統動態特性的分析計算110
4.13.4電磁鐵的工程設計方法111
4.14低壓電氣係統的過電壓與絕緣配閤114
4.14.1引言114
4.14.2低壓電氣設備絕緣介質上作用的電壓114
4.14.3低壓電氣係統的過電壓保護123
4.14.4低壓電氣係統絕緣配閤128
4.15網絡與通信技術131
4.15.1低壓電器與網絡通信131
4.15.2現場總綫133
4.15.3短程無綫通信技術143
4.15.4信息安全問題146
4.15.5時間同步問題148
第5章低壓電器基本設計方法151
5.1低壓電器基本設計方法含義151
5.2我國低壓電器設計方法的發展與現狀151
5.3低壓電器常用設計方法及其特點153
5.3.1仿製設計154
5.3.2自行設計154
5.3.3創新設計154
5.4低壓電器總體設計思路155
5.4.1産品立項155
5.4.2産品定位與總體目標157
5.4.3産品開發技術路綫159
5.4.4低壓電器設計程序的劃分161
5.5低壓電器基本設計方法的主要內容162
5.5.1結構方案設計162
5.5.2觸頭滅弧係統設計163
5.5.3導電迴路設計要點164
5.5.4電磁係統設計要點165
5.5.5低壓電器操作機構設計168
5.5.6智能控製器設計174
5.5.7雙金屬元件設計175
5.6低壓電器設計涉及的其他主要因素178
5.6.1産品設計工藝性178
5.6.2低壓電器的設計標準化180
第6章低壓電器的可視化仿真與數字化設計
技術184
6.1概述184
6.1.1可視化仿真與數字化設計技術的概念184
6.1.2可視化仿真與數字化設計技術在低壓
電器中的應用184
6.2三維造型與CAD軟件185
6.2.1AutoCAD係統和UG係統185
6.2.2其他三維軟件的簡要介紹186
6.3常用仿真軟件187
6.3.1三維綜閤仿真軟件ANSYS187
6.3.2多體動力學仿真軟件Adams188
6.4電磁脫扣器保護特性的計算190
6.4.1概述190
6.4.2電磁脫扣器保護特性的仿真190
6.5熱脫扣器反時限保護特性的計算193
6.5.1熱脫扣器等效熱路的建立193
6.5.2熱路參數的計算194
6.5.3斷路器等效熱路的求解與計算結果的
實驗對比195
6.6斷路器機構動態特性的仿真與優化設計196
6.6.1低壓塑殼斷路器機構動態特性仿真分析196
6.6.2低壓塑殼斷路器的機構優化設計197
6.7斷路器的電動斥力和短時耐受能力200
6.7.1電動斥力的數值分析方法200
6.7.2塑殼斷路器(MCCB)電動斥力計算及其
應用202
6.7.3萬能斷路器(ACB)動穩定計算204
6.7.4萬能斷路器(ACB)熱穩定計算205
6.8低壓電器導電部分磁場的仿真206
6.9低壓電器溫度場仿真與溫升計算209
6.10交流接觸器的操作電磁鐵特性計算211
6.10.1交流接觸器磁係統的靜特性仿真211
6.10.2交流接觸器磁係統的動特性仿真212
6.10.3交流接觸器的分磁環特性仿真分析214
6.11空氣介質開關電弧仿真技術216
6.11.1斷路器電弧的基本屬性217
6.11.2斷路器電弧的建模與仿真219
6.12低壓電器仿真與數字化設計技術的發展222
6.12.1概述222
6.12.2與多體動力學耦閤求解，實現接觸器
觸頭彈跳的仿真223
6.12.3熱路網絡的應用及緊湊型斷路器的
設計223
6.12.4基於磁流體動力學(MHD)電弧數學
模型，分析齣氣口結構對滅弧室開斷
性能的影響224
6.12.5基於鏈式電弧模型，實現低壓斷路器的
開斷特性仿真225
第7章低壓電器基礎技術研究實驗和測試
方法227
7.1概述227
7.2模擬大電流試驗技術與裝置227
7.3滅弧室內電弧運動的測量228
7.3.1高速攝像機228
7.3.2二維光縴陣列電弧運動測試係統228
7.3.3光縴測試係統應用例子之一229
7.3.4光縴測試係統應用例子之二231
7.4滅弧室氣體壓力測量技術及其應用232
7.4.1開斷過程中滅弧室內産生的壓力232
7.4.2壓力傳感器及壓力測量的方法233
7.4.3利用壓力測量選擇滅弧室內産氣材料234
7.4.4排氣通道的優化設計234
7.4.5滅弧室外殼的優化設計235
7.5塑殼斷路器弧後電流測試儀及其應用236
7.6應用瞬態光譜分析儀研究産氣材料對滅弧室
開斷性能的作用237
7.7開關電器機械操作可靠性測試238
7.7.1概述238
7.7.2機械操作可靠性測試設備239
7.8通信測試技術240
7.8.1概述240
7.8.2Modbus産品通信測試241
7.8.3DeviceNet産品通信測試243
7.8.4EtherNet/IP産品通信測試244
第8章低壓斷路器247
8.1概述247
8.1.1用途247
8.1.2分類247
8.2斷路器的結構組成248
8.3斷路器的動作原理249
8.3.1一般斷路器的動作原理249
8.3.2直流快速斷路器的動作原理249
8.3.3限流斷路器的動作原理252
8.3.4真空斷路器的動作原理253
8.3.5滅磁斷路器的動作原理253
8.4斷路器的技術性能和參數253
8.5典型斷路器的技術參數254
8.5.1萬能式斷路器（ACB）及滅磁斷路器254
8.5.2塑料外殼式斷路器276
8.5.3直流快速斷路器289
8.5.4滅磁斷路器296
8.5.5真空斷路器296
8.6斷路器的附件299
8.6.1智能控製器299
8.6.2分勵脫扣器299
8.6.3欠電壓脫扣器301
8.6.4輔助觸頭302
8.6.5二次接綫端子302
8.6.6電操機構303
8.6.7外加手操機構305
8.7低壓斷路器設計要點306
8.7.1設計程序306
8.7.2結構選型306
8.7.3觸頭係統設計要點307
8.7.4滅弧室設計要點308
8.7.5過電流脫扣器309
8.7.6機構318
8.7.7抽屜座321
8.8斷路器的選擇性保護及整體解決方案321
8.8.1配電係統的過電流保護321
8.8.2配電係統的選擇性322
8.8.3區域選擇性聯鎖326
8.9斷路器的使用與維護326
8.9.1使用326
8.9.2維護327
8.9.3修理327
8.10斷路器的選用原則328
8.10.1交流斷路器的選用328
8.10.2直流斷路器的選用329
8.10.3交流斷路器選用舉例330
8.11主要製造商及主要産品331
8.11.1萬能式斷路器331
8.11.2塑料外殼式斷路器331
第9章轉換開關電器333
9.1概述333
9.1.1術語和定義333
9.1.2分類334
9.2TSE主要技術性能與參數334
9.2.1主電路的額定值334
9.2.2主要電氣性能334
9.3轉換開關電器典型産品結構與特點335
9.3.1專用型PC級産品結構及特點335
9.3.2派生型PC級産品結構及特點337
9.3.3CB級産品工作原理337
9.3.4轉換控製器的工作原理與基本性能338
9.3.5轉換控製器可靠度要求339
9.4轉換開關電器的設計341
9.4.1專業型PC級TSE設計目標341
9.4.2PC級TSE設計要點341
9.4.3CB級TSE的設計要點342
9.4.4轉換控製器的設計要點342
9.5係統解決方案344
9.5.1TSE在供電係統中的應用344
9.5.2TSE與母聯開關應用的差異345
9.5.3短路性能的配閤345
9.5.4轉換時間的配閤345
9.5.5在UPS供電係統中的應用346
9.6轉換開關電器的選擇與使用346
9.6.1根據安裝位置選擇TSE346
9.6.2根據負載性質選用TSE348
9.6.3根據備用電源性質選擇TSE348
9.6.4按使用的特殊功能選擇TSE348
9.6.5TSE極數的選擇349
9.7主要典型産品及製造商349
9.7.1TBBQ6係列産品349
9.7.2WOTPC係列産品349
9.7.3MDS9B係列産品353
9.7.4CAP2係列産品355
9.7.5SIWOQ係列産品355
9.7.6NZ300係列産品357
第10章低壓開關、隔離器、隔離開關、
熔斷器組閤電器360
10.1概述360
10.1.1用途360
10.1.2主要定義360
10.1.3適用標準360
10.1.4産品分類361
10.2産品結構及工作原理362
10.2.1低壓隔離器的結構特點及工作原理362
10.2.2低壓開關的結構特點及工作原理363
10.2.3低壓隔離開關的結構特點及工作原理364
10.2.4低壓隔離器熔斷器組的結構特點及
工作原理365
10.2.5低壓開關熔斷器組的結構特點及工作
原理365
10.2.6低壓隔離開關熔斷器組的結構特點及
工作原理366
10.2.7低壓熔斷器式隔離器的結構特點及
工作原理367
10.2.8低壓熔斷器式開關的結構特點及工作
原理367
10.2.9低壓熔斷器式隔離開關的結構特點及
工作原理368
10.3産品在配電係統中的地位與作用370
10.3.1産品在配電係統中用作隔離電源用370
10.3.2産品在配電係統中用作起動、加速和
（或）停止單颱電動機370
10.3.3産品在配電係統中用作綫路的短路保
護用370
10.3.4産品在配電係統中應用的控製方式
多樣化370
10.4典型産品技術參數與性能370
10.4.1低壓隔離器典型産品技術參數與性能370
10.4.2低壓開關典型産品技術參數與性能373
10.4.3低壓隔離開關典型産品技術參數與
性能374
10.4.4低壓開關熔斷器組典型産品技術參數與
性能380
10.4.5低壓隔離開關熔斷器組典型産品技術
參數與性能383
10.4.6熔斷器式隔離器典型産品技術參數與
性能387
10.4.7熔斷器式開關典型産品技術參數和
性能388
10.4.8熔斷器式隔離開關典型産品技術參數與
性能389
10.5産品結構設計的多樣化393
10.5.1安裝方式及接綫方式的多樣化393
10.5.2産品操作方式多樣化394
10.5.3附件多樣化395
10.6産品設計方法396
10.6.1總體方案確定396
10.6.2絕緣電壓選擇397
10.6.3導電結構零件的確定397
10.6.4機械機構的確定398
10.6.5安裝及接綫方式的確定398
10.6.6附件398
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